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荷重・外力のまとめ【過去10年分】|一級建築士試験 構造の過去問・頻出ポイント

荷重・外力は一級建築士 学科Ⅳ(構造)の文章題で毎年出ます。過去10年(H28〜R7)はNo.7〜8の枠で必ず1〜2問あり、固定荷重・積載荷重・積雪荷重・風圧力・地震力が対象です。計算ではなく、各荷重の数値と決まりを問う形が多いです。

荷重・外力は、積載荷重の3区分の大小関係と、積雪・風・地震の数値・式を覚える分野です。

誤りの選択肢は、数値か大小関係を1か所だけ入れ替えてあります。とくに積載荷重の3区分と、地震力の係数の構成が狙われます。

積載荷重の3区分(令85条)

積載荷重は、用途ごとに「床用」「大梁・柱・基礎用」「地震用(地震力計算用)」の3つの数値が定められています。大小関係は床用 ≧ 大梁・柱・基礎用 ≧ 地震用です。人が一か所に集まる影響が薄まるため、対象が広い計算ほど小さい値を使います。

室の種類 床用 大梁・柱・基礎用 地震用
住宅の居室1,8001,300600
事務室2,9001,800800
百貨店・店舗の売場2,9002,4001,300

単位はN/m²です。「床用より地震用のほうが大きい」という記述は、大小関係が逆で誤りです。

積雪・風圧力・地震力の数値

荷重 数値・式の核心
積雪荷重(令86条)積雪の単位荷重は、積雪量1cmごとに20N/m²以上(一般区域)。多雪区域は条例で定める。屋根勾配が60度を超えると、積雪荷重を0とできる(雪止めがない場合)
風圧力(令87条)風圧力=速度圧 q × 風力係数 Cf。速度圧 q=0.6・E・Vo²(Vo=その地方の基準風速、E=周辺の状況・高さによる係数)
地震力(令88条)地震層せん断力 Qi=Ci × Wi(Wi=その層が支える重量)。地震層せん断力係数 Ci=Z・Rt・Ai・Co

地震力の係数の構成(Ci=Z・Rt・Ai・Co)

  • Z(地震地域係数)=地域による低減。0.7〜1.0
  • Rt(振動特性係数)=建築物の固有周期と地盤による。固有周期が長く、地盤が軟らかいほど扱いが変わる
  • Ai(高さ方向の分布係数)=上の階ほど大きくなる。最下層で1.0
  • Co(標準せん断力係数)=原則0.2以上。必要保有水平耐力の計算時は1.0以上。軟弱地盤の木造等は0.3以上

地下部分の地震力は、地上とは別に水平震度kで計算し、深さとともに小さくなります。「Aiは上階ほど小さい」「Coは保有水平耐力の計算で0.2」という記述は、いずれも逆や数値違いで誤りです。

まちがえやすいポイント

積載荷重は床用 ≧ 大梁・柱・基礎用 ≧ 地震用。この大小関係を逆にした記述が誤りで多い形です。

地震では、Aiは上階ほど大きいCoは0.2以上(保有水平耐力時は1.0以上)。速度圧はq=0.6EVo²。積雪の単位荷重は20N/m²/cm。この4点を固定で押さえてください。

過去問の肢で確認(〇が正しい・×が誤り)

過去10年で実際に出た記述です。誤り肢は、数値か大小関係を1か所だけ入れ替えてあります。

正誤 記述と出典
×地震力の計算用の積載荷重を、床の計算用より大きくとる。
→ 大小が逆。床用 ≧ 大梁・柱・基礎用 ≧ 地震用です〔H30 No.8・R3 No.8〕
×ある階に作用する地震層せん断力は、その階の固定荷重と積載荷重の和にCiを乗じて求める。
→ その階が支える上部の重量の総和にCiを乗じます〔H30 No.7・R6 No.8〕
×振動特性係数Rtは、設計用一次固有周期Tが長いほど大きくなる。
→ Tが長いほど小さくなります〔R2 No.7・R5 No.7〕
×速度圧qは、その地方の基準風速Voに比例する。
→ Voの2乗に比例します(q=0.6EVo²)〔H28 No.7・R1 No.7〕
地震層せん断力係数の分布係数Aiは、上の階ほど大きくなる。
→ 正しい〔H30 No.7・R7 No.7〕
必要保有水平耐力の計算に用いる標準せん断力係数Coは、1.0以上とする。
→ 正しい(一次設計は0.2以上)〔R7 No.7・R2 No.7〕

過去問でどう問われたか(過去10年)

荷重・外力はNo.7〜8の枠で毎年出題されます。問われ方は積載荷重の3区分・地震力の係数・速度圧・積雪に集まります。正答は建築技術教育普及センターの公式正答によります。

年度・No. 正答 問われた論点と引っかけ
R7 No.71地震力。地下の水平震度kを「深いほど大きい」とする誤り(深いほど小さい)
R7 No.84風圧力。速度圧qを「平均Hの平方根に比例」とする誤り(高さで変わるのはE係数)
R6 No.84荷重・外力。地震層せん断力を「その階の荷重×Ci」とする誤り(支える総重量×Ci)
R5 No.71地震力。第三種地盤の周期Tcを「0.2秒」とする誤り(第三種は0.8秒)
R5 No.82風荷重。屋根葺き材の平均速度圧に「ガスト影響係数Gfを考慮」とする誤り(不考慮)
R4 No.84積雪荷重。多雪区域の指定で「初終間日数30日以上でも積雪量1m未満なら多雪区域でない」とする誤り
R3 No.81荷重・外力。床用積載荷重を「住宅<事務室<教室」とする誤り(事務室>教室)
R2 No.73地震力。振動特性係数Rtを「Tが長いほど大きい」とする誤り(長いほど小さい)
R2 No.84風荷重。屋根葺き材の基準風速Voを「構造骨組と異なる」とする誤り(同じ値)
R1 No.74風圧力。風圧力を「外装材より構造骨組が大きい」とする誤り(外装材のほうが大きい)
H30 No.74地震力。地震層せん断力を「その層の固定+積載荷重×Ci」とする誤り(累積重量×Ci)
H30 No.83荷重。積載荷重を「地震用が最も大きい」とする誤り(床用が最大)
H29 No.81荷重・外力。学校の屋上広場の積載荷重を「教室と同じ」とする誤り(売場と同じ扱い)
H28 No.73荷重・外力。速度圧qを「基準風速Voに比例」とする誤り(Voの2乗に比例)

※ 過去10年(H28〜R7)を確認し、荷重・外力は毎年No.7〜8で出題されています。R3〜R7は各問の解説へリンクしています(H28〜R2の解説は順次追加予定)。

覚え方

積載荷重は「床 ≧ 大梁柱 ≧ 地震」、地震力は Ci=Z・Rt・Ai・Co。

  • 積載荷重=床用 ≧ 大梁柱基礎用 ≧ 地震用(住宅1800/1300/600、事務室2900/1800/800)
  • 積雪=20N/m²/cm(一般)、勾配60度超で0にできる
  • 風圧力=速度圧×風力係数、q=0.6EVo²
  • 地震=Qi=Ci・Wi、Ci=Z・Rt・Ai・Co。Aiは上階ほど大、Coは0.2以上(保有1.0以上)

理解度チェック

Q.

同一の室で、積載荷重は「床用 < 地震用」の関係になる。〇か×か。

×床用 ≧ 大梁・柱・基礎用 ≧ 地震用です。対象が広い計算ほど小さい値を使います。

Q.

地震層せん断力係数の分布係数Aiは、上の階ほど大きくなる。〇か×か。

。Aiは上の階ほど大きくなります。Ci=Z・Rt・Ai・Coの構成も押さえましょう。

Q.

一般区域の積雪の単位荷重は、積雪量1cmにつき20N/m²以上である。〇か×か。

。一般区域は20N/m²/cm以上です。多雪区域は条例で定められ、積雪を風圧力・地震力と組み合わせる点も異なります。

まとめ

積載荷重の大小関係と、地震力 Ci=Z・Rt・Ai・Co をセットで覚える。

床用 ≧ 大梁柱用 ≧ 地震用、積雪20N/m²/cm、速度圧q=0.6EVo²、Coは0.2以上(保有1.0以上)。数値と大小・式を固定で押さえれば、荷重・外力の文章題は照合で解けます。

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参考(実ページで確認)

  • 建築技術教育普及センター「一級建築士試験 学科Ⅳ(構造)問題」(荷重・外力の出題内容)
  • 建築基準法施行令 第85条(積載荷重:床用・大梁柱基礎用・地震用の3区分)
  • 建築基準法施行令 第86条(積雪荷重:単位荷重20N/m²/cm)・第87条(風圧力:速度圧q=0.6EVo²)・第88条(地震力:Ci=Z・Rt・Ai・Co)
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編集・解説

建築士試験 解説ノート編集部

建築業界の実務経験をもとに、一級・二級建築士試験の「構造」を過去問の問われ方から整理しています。運営者情報

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